Доклад Современные тенденции в преподавании предметов естественно-математического цикла
статья

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ   РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное

учреждение высшего образования

«КРЫМСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. В.И. Вернадского»

(ФГАОУ ВО «КФУ им. В.И. Вернадского»)

Техникум гидромелиорации и механизации сельского хозяйства

(филиал)

ФГАОУ ВО «КФУ им. В.И. ВЕРНАДСКОГО»  

в пгт Советский

Современные тенденции в преподавании предметов естественно-математического цикла

                                                                         Подготовила  

                                                               преподаватель физики

                                                                          Суюнова В.А.

пгт Советский, 2021 г.

Современные тенденции в преподавании предметов естественно-математического цикла

           По мнению ученых в течение последних десятилетий наблюдается постепенное снижение интереса обучающихся к предметам естественно-математического цикла. Подобное явление в условиях научно-технических, инновационных процессов и глобальной информатизации общества достаточно парадоксально. По результатам исследований, 60,2% из числа опрошенных учащихся нескольких школ ссылаются на то, что эти предметы не понадобятся им в будущем. Незначительная часть обучающихся (5,3%)   считают, что на уроках изучаются вопросы, уже известные им из книг, журналов, телевизионных передач. А 34,5% обучающихся жалуются на сложность предметов, они не видят особого смысла заставлять себя учить формулировки и ломать голову над задачами. Нередко высказывается точка зрения, что это специальные предметы, которые не нужны всем и их следует изучать в школе по выбору. В такой ситуации возникает вопрос о необходимости разработки новых подходов к естественно-математическому образованию. Большинство программ нацелены на развитие у учащихся способности к планированию общественной жизни, критического мышления, стремления к обновлению знаний, предусматривают увеличение часов на преподавание естественно-математических дисциплин, представляющих важный образовательный блок в школе. Новые ценностные ориентиры рассчитаны на человека, живущего в целостном мире и целостной культуре.                      Изучение естественно-математического цикла должно обеспечить полноценное развитие личности учащегося, формированию у него понимания ценности науки, осознания ценности образования в современном мире и знаний для саморазвития, для движения вперед. Актуальными задачами в естественно-математическом образовании являются:

 •усиление мировоззренческой, политехнической и гуманитарной направленности, способствующей развитию мышления, нравственному и эстетическому воспитанию, формированию диалектического подхода к окружающему миру;

 •ориентация на жизненно важные проблемы, и прежде всего на проблемы экологического образования;

•мотивированность (учащиеся не всегда понимают, зачем изучаются те или иные частные вопросы; кроме того, многие понятия начинают

формироваться слишком поздно, без учета возрастных интересов учащихся);

•индивидуальный подход, учитывающий интересы и способности учащихся (для одних учащихся курс физики оказывается слишком сложным, а для других, напротив легким и неинтересным);

•использование инновационных технологий, проектной деятельности в обучении предметов естественно-математического цикла; •сознательное применение на практике полученных естественно-математических знаний, умений, навыков, позволяющих учащимся быть готовыми к адекватным действиям, к прогнозированию и оценке различных процессов, самостоятельно ориентироваться в производственных ситуациях, использовать достижения науки в целях рационализации труда и повышения его производительности; •адекватная самооценка профессиональной пригодности выпускников школ и их готовность к коренным преобразованиям в экономике;

•уровень профессиональных интересов учащихся, прежде всего в сфере массовых производственных специальностей, мотивов общественного долга и ответственности;

•социальная зрелость и нравственно-психологическая подготовленность учащихся к современной профессионально-трудовой деятельности;

•формирование ценностно-смыслового отношения старшеклассников к данным дисциплинам.

Методология естественно-математического образования чаще всего ориентирована на выполнение действий, ограниченных традиционной схемой передачи готовых знаний и опыта поведения. Но на современном этапе этот компонент образования мало эффективен. Приоритетными должны стать не только фундаментальные знания в рамках программы, а знания, обращаемые учителем непосредственно к личности, ее проблемам, к опыту личностного созидания,  самоорганизации; не предметные требования, а педагогическая поддержка. Важно рассмотреть естественно-математическое образование с позиции концепции личностно ориентированного образования, в которой в первую очередь должны быть учтены личностные функции студента, созданы ситуации, требующие проявления свойств личности, условия воспитания целостной активной личностной позиции в учебной деятельности. Часто в традиционно понимаемом естественно-математическом образовании развитие учащихся осуществляется преимущественно в когнитивной сфере. При этом слабо учитывается его жизненный, повседневный опыт, собственное отношение к миру, обществу, будущей жизни, что отражается на ценностно-смысловом отношении к предметам естественнонаучного цикла. Главное изменение в обществе, влияющее на ситуацию в сфере образования, ускорение темпов развития общества.          Современные тенденции в обществе меняют и приоритеты в учебно-воспитательном процессе, а в наше время необходимо готовить обучающихся к жизни, к переменам, развивать у них такие качества, как мобильность, динамизм, конструктивность. Этого невозможно достигнуть только за счёт усвоения определённого количества знаний. На современном этапе требуется выработка умений делать выбор, эффективно использовать ресурсы, сопоставлять теорию с практикой и многие другие умения и навыки, необходимые для жизни в быстро меняющемся обществе. Необходимость ценностного отношения к изучаемой действительности, оценка объекта с определенных позиций, установок, личного понимания, т.е. личностно-гуманитарный аспект естественно-математического знания становятся важными ценностно-смысловыми компонентами процесса обучения. Естественно-математическое обучение должно быть направлено не на абстрактное и одностороннее осознание учащимся предметного материала в отрыве от его целостного осмысления, а на взаимосвязь с другими естественнонаучными дисциплинами, что способствует синтезу различных знаний, на четкое представление гуманитарных аспектов в содержании естественно-математических предметов. Модернизация образования, введение в образовательное пространство таких категорий как системный анализ, информационные технологии, проектная деятельность предполагают необходимость проектирования образовательной траектории каждого, включая его в гибкую динамическую среду, отличную по содержанию и форме от традиционных уроков. В ней проявляется индивидуальность ребенка, он может соотнести свой выбор с многообразием способов деятельности. Включение его в деятельность, разрешение собственной проблематики, создание собственного образа действия, организацию образовательного пространства, необходимо для проявления внутренней сущности, глубинных механизмов реализации возможности и потребностей обучающегося.

Одной из главных задач современного образования является формирование мировоззрения обучающегося на основе целостной научной картины мира. Перестройка средней школы, совершенствование всей системы образования, переход школ на новые образовательные стандарты идут по пути интеграции естественнонаучных знаний, которые привели к возникновению новых наук: биофизика, биохимия, биокибернетика, коcмическая биология и др. Данные науки лежат в основе развития новых видов промышленности и прогрессивных технологий − генная инженерия, робототехника, биотехнология и других [3].

В связи с этим возникла необходимость поиска наиболее результативных путей и способов интенсификации образовательного процесса, улучшение качества обучения. В ряду основных факторов, способствующих повышению уровня обучения, важная роль принадлежит использованию внутри − и межпредметных связей.

В начале XXI века педагоги во всем мире задумались о том, чтобы разработать новый подход в обучении, который позволил бы детям видеть межпредметные связи и применять их на практике.

Одним из видов интеграции знаний из разных предметных областей является внедрение в образовательный процесс STEM- технологий.

На зарождение этого подхода в мировой образовательной практике повлияли три фактора:

1. глобальные изменения в экономике, ее робототизация и цифровизация;
2. изменения на рынке труда, что привело к нехватке программистов, IT-специалистов, инженеров, специалистов высокотехнологичных производств;
3. осознание того, что человечество в ближайшем будущем может столкнуться с техногенными и экологическими катастрофами, которые требуют новых креативных подходов в решении проблем и большого количества людей, обладающих научными и техническими знаниями. STEM- подход основан на идее обучения школьников с применением междисциплинарного и прикладного характера по каждой из четырех дисциплин: естественных наук, технологии, инженерного искусства, математики [1].

STEAM-образование заключается в создании смешанной среды обучения и формирование умений у обучающихся применения научного метода в повседневной жизни [2].

    STEM-подхода может быть использован в рамках выполнения   проектов   по различным темам, например: разрушение озонового слоя, дефицит   питьевой воды на планете, глобальное изменение климата, загрязнение окружающей среды пластиковым мусором, голод, очистка воды. При изучении данной проблематики, обучающиеся применяют знания по математике и химии, биологии и физики, отработке социальных навыков, а также развитию коммуникации.

В ходе работы над проектом обучающиеся взаимодействуют, принимают решения, используют различные инструменты оценивания, то есть овладевают универсальными учебными действиями. Здесь не учителя показывают, что они знают и умеют, как они работают, а сами ученики.

Одним из примеров реализации STEM-технологий служит выполнение практической работы по теме «Создание химического источника тока своими руками». В ходе работы перед обучающимися ставится цель – изготовить источник энергии − батарейку на основе использования подручных материалов и химических веществ, имеющихся в быту; провести испытание ее работоспособности.

Для выполнения задания ребята используют знания, полученные на уроках химии, физики, биологии, математики, технологии.

Другой пример использования STEM-технологий − изучение темы

«Полимеры. Пластмассы. Волокна» (11 класс). При организации учебной деятельности обучающиеся на уроке просматривают короткий видеофильм по изучаемой теме, выполняют задания под руководством учителя по изучению свойств пластмасс и способам их распознавания. На данном этапе обучающимся предлагается изготовить изделия из пластмассы с использованием 3D-ручки или 3D-принтера. Таким образом, дети получают знания опытным путем на основе интеграции знаний из жизни и других предметных областей. Затем обучающиеся, используя дополнительные источники информации, самостоятельно изучают данную тему с другой стороны: применение пластмасс в жизни человека и различных отраслях промышленности, новейшие достижения науки и техники в данной области.

Проведение тестирования позволяет определить, насколько хорошо обучающиеся разобрались в этой теме, и уже после этого учащимся предлагается выполнение STEAM-проекта «Изучение проблемы загрязнения Земли одноразовым пластиком». Старшеклассники в ходе работы изучают: какой пластик входит в состав отходов, выбрасываемых человеком, сроки разложения разных видов пластика и предлагают свои варианты решения проблемы. Решением проблемы может стать создание проекта по производству биоразлагаемого пластика или свой метод создания пакетов на основе знаний свойств веществ и жизненного опыта. Обучающиеся сами готовят аудио- или видео-материалы, пишут в свой собственный блог заметки на тему загрязнения окружающей среды. Итогом проекта может быть снятие 10 минутного видео учащимися, где предлагаются пути решения поставленной проблемы, возникающие при разложении или горении пластика. На данном этапе все дети показывают свои знания по теме, все то, чему они научились.

Свои разработки ребята могут активно продвигать в социальных сетях и на интернет-платформах, что способствует формированию экологической грамотности, формирует гражданскую позицию.

Подача материала на основе использования STEM-технологий способствует развитию познавательных умений: выделять главное, выдвигать гипотезы, наблюдать, выполнять экспериментальные задания, объяснять результаты опытов, находить информацию в различных источниках; формирует критическое мышление; учит выстраивать конструктивные взаимоотношения в команде по решению общих задач.

STEM-образование является своеобразным мостом, соединяющий учебный процесс, карьеру и дальнейший профессиональный рост. Инновационная образовательная концепция позволит на профессиональном уровне подготовить детей к технически развитому миру.

ЛИТЕРАТУРА

1. Брыксина, О.Ф. STEM – образование: дань моде или необходимость?

/ О.Ф. Брыксина, Е.Н. Тараканова // Сборник материалов VIII Международной научно-практической конференции (г. Москва, 21-24 июня 2016 г.) «Инфо-стратегия 2016: общество, государство, образование», 2016. –

С. 125-128.

2. Толетова, М.К. Межпредметные задания как средство формирования интегративных умений / М.К. Толетова, А.Н. Лямин, Т.Н. Фролова // Химия в школе. – 2010. – № 10. – С.13-15.
3. Сетевой научный журнал «Научная Идея» [Электронный ресурс]. – 2017. – №1(1). – URL: nauch-idea.ru (дата обращения: 10.03.2020).